KR20190030607A - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

간이한 구성으로, 기판의 주연부에서의 에칭 처리의 진행 속도를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
기판 처리 장치(10)는, 표면(Wa)에 피막(F)이 형성된 웨이퍼(W)를 유지해서 회전시키는 회전 유지부(20)와, 회전 유지부(20)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 피막(F)의 에칭 처리용 제1 약액을 공급하는 제1 공급부(30)와, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액을 공급하는 제2 공급부(40)와, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에, 제1 약액과 발열 반응하는 제2 약액을 공급하는 제3 공급부(50)를 구비한다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}
본 개시는, 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 기판을 수평으로 유지하는 기판 유지부와, 기판 유지부를 회전시키는 회전 구동부와, 기판 유지부에 의해 유지된 기판의 주연 부분에 제1 처리액을 공급하는 제1 처리액 노즐과, 제1 가스를 가열하여, 기판 유지부에 의해 유지된 기판의 주연 부분에 공급하는 제1 가스 공급 수단을 구비하는 기판 처리 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-153135호 공보
본 개시는, 간이한 구성으로, 기판의 주연부에서의 에칭 처리의 진행 속도를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 표면에 피막이 형성된 기판을 유지해서 회전시키는 회전 유지부와, 회전 유지부에 의해 유지된 기판의 표면의 주연부에 피막의 에칭 처리용 제1 약액을 공급하는 제1 공급부와, 기판의 이면의 주연부에 제1 약액을 공급하는 제2 공급부와, 기판의 이면의 주연부에, 제1 약액과 발열 반응하는 제2 약액을 공급하는 제3 공급부를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 표면에 피막이 형성된 기판을 유지해서 회전시키는 공정과, 상기 기판의 표면의 주연부에 상기 피막의 에칭 처리용 제1 약액을 공급하는 공정과, 상기 기판의 표면의 주연부에 상기 제1 약액이 공급되고 있을 때, 당해 기판의 이면의 주연부에 상기 제1 약액 및 상기 제1 약액과 발열 반응하는 제2 약액을 공급하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 개시의 또 다른 측면에 따르면, 상기의 기판 처리 방법을 장치에 실행시키기 위한 프로그램을 기억한, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체가 제공된다.
본 개시에 의하면, 간이한 구성으로, 기판의 주연부에서의 에칭 처리의 진행 속도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 기판 처리 시스템의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은 제어 장치의 기능 상의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 기판 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 에칭 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 린스 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 건조 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 기판 처리 수순의 실행 중에 있어서의 웨이퍼의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 9는 기판 처리 수순의 실행 중에 있어서의 웨이퍼의 주연부를 확대해서 도시하는 모식도이다.
이하, 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다.
〔기판 처리 시스템〕
도 1은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해서, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상방향으로 한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반출입 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반출입 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접해서 설치된다.
반출입 스테이션(2)은, 캐리어 적재부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 적재부(11)에는, 복수매의 기판, 본 실시 형태에서는 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼(W))를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 적재된다.
반송부(12)는, 캐리어 적재부(11)에 인접해서 설치되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하여, 웨이퍼 유지 기구를 사용해서 캐리어(C)와 전달부(14)의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접해서 설치된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)을 구비한다. 복수의 처리 유닛(16)은, 반송부(15)의 양측에 나열해서 설치된다.
반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하여, 웨이퍼 유지 기구를 사용해서 전달부(14)와 처리 유닛(16)의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 기판 처리를 행한다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 예를 들어 컴퓨터이며, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는, 기판 처리 시스템(1)에서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는, 기억부(19)에 기억된 프로그램을 판독해서 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있었던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예를 들어 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그네트 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
상기와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 먼저, 반출입 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 적재부(11)에 적재된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출한 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 적재한다. 전달부(14)에 적재된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 취출되어, 처리 유닛(16)에 반입된다.
처리 유닛(16)에 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 적재된다. 그리고, 전달부(14)에 적재된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 적재부(11)의 캐리어(C)에 복귀된다.
〔기판 처리 장치〕
계속해서, 기판 처리 시스템(1)이 포함하는 기판 처리 장치(10)의 구성을 예시한다. 기판 처리 장치(10)는, 표면에 메탈 막 등의 피막(F)이 형성된 웨이퍼(W)를 처리 대상으로 해서, 피막(F) 중 웨이퍼(W)의 주연부(주연(Wc)의 근방 부분)에 위치하는 부분을 제거하는 처리를 행한다. 피막(F)의 일례로서는, 텅스텐을 함유하고 있는 텅스텐막을 들 수 있다. 피막(F)의 다른 예로서는, 티타늄막, 실리사이드막, 티타늄 옥시드막, 티타늄 나이트라이드막, 루테늄막, 금막, 플라티나막 등을 들 수 있다. 피막(F)은, 다층막(서로 조성이 다른 복수의 층을 갖는 막)이어도 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치(10)는, 처리 유닛(16)과, 이것을 제어하는 제어 장치(4)를 구비한다. 처리 유닛(16)은, 회전 유지부(20)와, 제1 공급부(30)와, 제2 공급부(40)와, 제3 공급부(50)와, 제4 공급부(60)와, 제5 공급부(70)를 갖는다.
회전 유지부(20)는, 표면(Wa)에 피막(F)이 형성된 웨이퍼(W)를 유지해서 회전시킨다. 예를 들어 회전 유지부(20)는, 유지부(21)와, 회전 구동부(22)를 갖는다. 유지부(21)는, 피막(F)을 위로 해서 수평으로 배치된 웨이퍼(W)를 지지하고, 당해 웨이퍼(W)를 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 유지한다. 회전 구동부(22)는, 예를 들어 전동 모터 등을 동력원으로 한 액추에이터이며, 연직인 축선(Ax1) 주위로 유지부(21) 및 웨이퍼(W)를 회전시킨다.
제1 공급부(30)는, 회전 유지부(20)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부(주연(Wc)의 근방 부분)에 피막(F)의 에칭 처리용 제1 약액을 공급한다. 예를 들어 제1 공급부(30)는, 노즐(31)과, 액 공급원(32)과, 밸브(33)를 갖는다.
노즐(31)은, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 상방에 배치되어, 제1 약액을 하방(비스듬한 하방을 포함함)으로 토출한다. 제1 약액은, 예를 들어 과산화수소수이다. 제1 약액이 과산화수소수일 경우, 히드록시기의 부착에 의해 피막(F)의 성분이 가용으로 된다. 제1 약액은, 피막(F)을 용해할 수 있는 것이면 되며, 과산화수소수에 한정되지 않는다. 제1 약액의 다른 예로서는, 불화수소산, 염산 등을 들 수 있다.
액 공급원(32)은, 노즐(31)에 제1 약액을 공급한다. 예를 들어 액 공급원(32)은, 제1 약액을 수용한 탱크(도시하지 않음)와, 당해 탱크로부터 노즐(31)에 제1 약액을 압송하는 펌프(도시하지 않음)를 포함한다. 밸브(33)는, 예를 들어 AIR-OPERATED VALVE이며, 액 공급원(32)으로부터 노즐(31)에의 제1 약액의 유로를 개폐한다. 노즐 구동부(34)는, 예를 들어 전동 모터 등을 동력원으로 해서, 웨이퍼(W)의 회전 중심(축선(Ax1))에 교차(예를 들어 직교)하는 방향을 따라서 노즐(31)을 이동시킨다.
제2 공급부(40)는, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부(주연(Wc)의 근방 부분)에 제1 약액을 공급한다. 예를 들어 제2 공급부(40)는, 노즐(41)과, 액 공급원(42)과, 밸브(43)를 갖는다.
노즐(41)은, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부의 하방에 배치되어, 제1 약액을 상방(비스듬한 상방을 포함함)으로 토출한다. 액 공급원(42)은, 노즐(41)에 제1 약액을 공급한다. 예를 들어 액 공급원(42)은, 제1 약액을 수용한 탱크(도시하지 않음)와, 당해 탱크로부터 노즐(41)에 제1 약액을 압송하는 펌프(도시하지 않음)를 포함한다. 밸브(43)는, 예를 들어 AIR-OPERATED VALVE이며, 액 공급원(42)으로부터 노즐(41)에의 제1 약액의 유로를 개폐한다.
제3 공급부(50)는, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에, 제1 약액과 발열 반응하는 제2 약액을 공급한다. 제3 공급부(50)는, 제1 약액과 혼합하지 않은 제2 약액을 토출하여, 당해 제2 약액을 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에서 제1 약액과 혼합시키도록 구성되어 있다. 제3 공급부(50)는, 제2 공급부(40)로부터의 제1 약액이 웨이퍼(W)에 도달하는 위치보다도 웨이퍼(W)의 회전 중심(축선(Ax1)) 근방의 위치에 제2 약액을 도달시키도록 구성되어 있어도 된다.
예를 들어 제3 공급부(50)는, 노즐(51)과, 액 공급원(52)과, 밸브(53)를 갖는다. 노즐(51)은, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부의 하방에 배치되어, 제2 약액을 상방(비스듬한 상방을 포함함)으로 토출한다. 노즐(51)은, 제2 공급부(40)로부터 토출된 제1 약액이 웨이퍼(W)에 도달하는 위치보다도 웨이퍼(W)의 회전 중심 근방의 위치에 제2 약액이 도달하도록, 제2 공급부(40)의 노즐(41)보다도 웨이퍼(W)의 회전 중심 근방에 위치하고 있다.
제2 약액은, 제1 약액과 발열 반응하는 것이면 된다. 제1 약액이 과산화수소수 또는 불화수소산일 경우, 제1 약액에 조합 가능한 제2 약액의 일례로서 황산을 들 수 있다. 제1 약액이 염산일 경우, 제1 약액에 조합 가능한 제2 약액의 일례로서 질산 수용액을 들 수 있다.
액 공급원(52)은, 노즐(51)에 제2 약액을 공급한다. 예를 들어 액 공급원(52)은, 제2 약액을 수용한 탱크(도시하지 않음)와, 당해 탱크로부터 노즐(51)에 제2 약액을 압송하는 펌프(도시하지 않음)를 포함한다. 밸브(53)는, 예를 들어 AIR-OPERATED VALVE이며, 액 공급원(52)으로부터 노즐(51)에의 제2 약액의 유로를 개폐한다.
제4 공급부(60)는, 제1 약액 및 제2 약액과, 피막(F)의 용해 성분을 씻어내는 린스 처리용 처리액(이하, 「린스액」이라고 함)을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 공급한다. 예를 들어 제4 공급부(60)는, 노즐(61)과, 액 공급원(62)과, 밸브(63)를 갖는다. 노즐(61)은, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 상방에 배치되어, 린스액을 하방(비스듬한 하방을 포함함)으로 토출한다. 린스액의 구체예로서는, 순수(DIW)를 들 수 있다. 액 공급원(62)은, 노즐(61)에 린스액을 공급한다. 예를 들어 액 공급원(62)은, 린스액을 수용한 탱크(도시하지 않음)와, 당해 탱크로부터 노즐(61)에 린스액을 압송하는 펌프(도시하지 않음)를 포함한다. 밸브(63)는, 예를 들어 AIR-OPERATED VALVE이며, 액 공급원(62)으로부터 노즐(61)에의 린스액의 유로를 개폐한다. 노즐 구동부(64)는, 예를 들어 전동 모터 등을 동력원으로 해서, 웨이퍼(W)의 회전 중심(축선(Ax1))에 교차(예를 들어 직교)하는 방향을 따라서 노즐(61)을 이동시킨다.
제5 공급부(70)는, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 린스액을 공급한다. 예를 들어 제5 공급부(70)는, 노즐(71)과, 액 공급원(72)과, 밸브(73)를 갖는다. 노즐(71)은, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부의 하방에 배치되어, 린스액을 상방(비스듬한 상방을 포함함)으로 토출한다. 액 공급원(72)은, 노즐(71)에 린스액을 공급한다. 예를 들어 액 공급원(72)은, 린스액을 수용한 탱크(도시하지 않음)와, 당해 탱크로부터 노즐(71)에 린스액을 압송하는 펌프(도시하지 않음)를 포함한다. 밸브(73)는, 예를 들어 에어 오퍼레이션 밸브이며, 액 공급원(72)으로부터 노즐(71)에의 린스액의 유로를 개폐한다.
제어 장치(4)(제어부)는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 제1 약액을 공급하도록 제1 공급부(30)를 제어하는 것과, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 제1 약액이 공급되고 있을 때, 당해 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액을 공급하도록 제2 공급부(40)를 제어하는 것과, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부 및 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액이 공급되고 있을 때, 당해 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제2 약액을 공급하도록 제3 공급부(50)를 제어하는 것을 실행하도록 구성되어 있다. 제어 장치(4)는, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 도달하는 제1 약액 및 제2 약액의 비율을, 처리 대상의 피막의 종류에 따라 조절하도록 제2 공급부 및 제3 공급부를 제어하는 것을 또한 실행하도록 구성되어 있어도 된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들어 제어 장치(4)는, 기능 상의 구성(이하, 「기능 모듈」이라고 함)으로서, 에칭 제어부(110)와, 린스 제어부(120)와, 건조 제어부(130)와, 레시피 기억부(140)를 갖는다.
에칭 제어부(110)는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 제1 약액을 공급하고, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액 및 제2 약액을 공급하는 에칭 처리를 행하도록 처리 유닛(16)을 제어한다. 에칭 제어부(110)는, 보다 세분화된 기능 모듈로서, 회전 제어부(111)와, 제1 공급 제어부(112)와, 제2 공급 제어부(113)와, 제3 공급 제어부(114)와, 비율 조절부(115)를 포함한다.
회전 제어부(111)는, 에칭 처리용 회전 속도로, 웨이퍼(W)를 회전시키도록 회전 유지부(20)를 제어한다. 제1 공급 제어부(112)는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 제1 약액을 공급하도록 제1 공급부(30)를 제어한다. 제2 공급 제어부(113)는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 제1 약액이 공급되고 있을 때, 당해 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액을 공급하도록 제2 공급부(40)를 제어한다. 제3 공급 제어부(114)는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부 및 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액이 공급되고 있을 때, 당해 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제2 약액을 공급하도록 제3 공급부(50)를 제어한다.
비율 조절부(115)는, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 도달하는 제1 약액 및 제2 약액의 비율을, 처리 대상의 피막(F)의 종류에 따라 조절하도록 제2 공급부(40) 및 제3 공급부(50)를 제어한다. 피막(F)이 다층막일 경우, 비율 조절부(115)는, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 도달하는 제1 약액 및 제2 약액의 비율을, 다층막의 어느 층이 처리 대상인지에 따라서 변경해도 된다. 예를 들어 비율 조절부(115)는, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 도달하는 제1 약액 및 제2 약액의 비율의 목표값(이하, 「목표 혼합 비율」이라고 함)을 피막(F)의 종류에 따라 설정하고, 노즐(41)로부터의 제1 약액의 토출량 및 노즐(51)로부터의 제2 약액의 토출량의 비율(이하, 「토출량 비율」이라고 함)을 목표 혼합 비율에 근접시키도록, 제2 공급 제어부(113) 및 제3 공급 제어부(114)를 통해서 제2 공급부(40) 및 제3 공급부(50)를 제어한다. 또한, 피막(F)의 종류에 따른 목표 혼합 비율은, 미리 기억된 테이블을 참조함으로써 설정 가능하다.
린스 제어부(120)는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부 및 이면(Wb)의 주연부에 린스액을 공급하는 린스 처리를 행하도록 처리 유닛(16)을 제어한다. 린스 제어부(120)는, 보다 세분화된 기능 모듈로서, 회전 제어부(121)와, 제4 공급 제어부(122)와, 제5 공급 제어부(123)를 포함한다. 회전 제어부(121)는, 린스 처리용 회전 속도로, 웨이퍼(W)를 회전시키도록 회전 유지부(20)를 제어한다. 제4 공급 제어부(122)는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 린스액을 공급하도록 제4 공급부(60)를 제어한다. 제5 공급 제어부(123)는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 린스액이 공급되고 있을 때, 당해 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 린스액을 공급하도록 제5 공급부(70)를 제어한다.
건조 제어부(130)는, 린스 처리 후의 웨이퍼(W)의 건조 처리를 행하도록 처리 유닛(16)을 제어한다. 건조 제어부(130)는, 보다 세분화된 기능 모듈로서, 회전 제어부(131)를 포함한다. 회전 제어부(131)는, 건조 처리용 회전 속도로, 웨이퍼(W)를 회전시키도록 회전 유지부(20)를 제어한다.
레시피 기억부(140)는, 상기 에칭 처리, 린스 처리 및 건조 처리의 조건을 정하도록 미리 설정된 파라미터를 기억한다. 당해 파라미터는, 각 처리용 웨이퍼(W)의 회전 속도, 에칭 처리에서의 제1 약액 및 제2 약액의 공급 계속 시간(이하, 「에칭 시간」이라고 함), 린스 처리에서의 린스액의 공급 계속 시간(이하, 「린스 시간」이라고 함), 건조 처리에서의 웨이퍼(W)의 회전 계속 시간(이하, 「건조 시간」이라고 함) 등을 포함한다.
〔기판 처리 방법〕
계속해서, 기판 처리 방법의 일례로서, 기판 처리 장치(10)가 실행하는 기판 처리 수순을 설명한다. 이 기판 처리 수순은, 표면(Wa)에 피막(F)이 형성된 웨이퍼(W)를 유지해서 회전시키는 것과, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 제1 약액을 공급하는 것과, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 제1 약액이 공급되고 있을 때, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액 및 제2 약액을 공급하는 것을 포함한다.
이 기판 처리 수순에서는, 제어 장치(4)가, 도 4에 도시하는 스텝 S01, S02, S03을 순서대로 실행한다. 스텝 S01에서는, 에칭 제어부(110)가, 상기 에칭 처리를 행하도록 처리 유닛(16)을 제어한다. 스텝 S02에서는, 린스 제어부(120)가, 상기 린스 처리를 행하도록 처리 유닛(16)을 제어한다. 스텝 S03에서는, 건조 제어부(130)가, 상기 건조 처리를 행하도록 처리 유닛(16)을 제어한다. 이하, 스텝 S01의 에칭 처리 수순, 스텝 S02의 린스 처리 수순, 및 스텝 S03의 건조 처리 수순의 구체적 내용을 예시한다.
(에칭 처리 수순)
도 5는, 피막(F)이 다층막일 경우의 에칭 처리 수순을 예시하는 흐름도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 에칭 제어부(110)는, 먼저 스텝 S11, S12, S13을 순서대로 실행한다. 스텝 S11에서는, 회전 제어부(111)가, 레시피 기억부(140)에 기억된 에칭 처리용 회전 속도(ω1)로 웨이퍼(W)의 회전을 개시하도록 회전 유지부(20)를 제어한다(도 8의 (a) 참조). 스텝 S12에서는, 제1 공급 제어부(112)가, 노즐 구동부(34)에 의해 노즐(31)을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 상방에 배치하도록 제1 공급부(30)를 제어한다. 스텝 S13에서는, 비율 조절부(115)가, 레시피 기억부(140)에 기억된 피막(F)의 종류의 정보를 참조하여, 처리 대상의 피막의 종류(피막(F)의 최상층의 종류)에 따라서 상기 목표 혼합 비율을 설정한다. 예를 들어 비율 조절부(115)는, 웨이퍼(W)의 주연부의 온도가, 처리 대상의 피막의 처리에 적합한 온도가 되도록, 상기 목표 혼합 비율을 설정한다. 또한, 스텝 S11, S12, S13의 실행 순서는 적절히 변경 가능하다.
이어서, 에칭 제어부(110)는 스텝 S14를 실행한다. 스텝 S14에서는, 제1 공급 제어부(112)가, 밸브(33)를 개방해서 노즐(31)로부터의 제1 약액의 토출을 개시하도록 제1 공급부(30)를 제어하고, 제2 공급 제어부(113)가, 밸브(43)를 개방해서 노즐(41)로부터의 제1 약액의 토출을 개시하도록 제2 공급부(40)를 제어하고, 제3 공급 제어부(114)가, 밸브(53)를 개방해서 노즐(51)로부터의 제2 약액의 토출을 개시하도록 제3 공급부(50)를 제어한다(도 8의 (a) 참조).
이후, 제2 공급 제어부(113) 및 제3 공급 제어부(114)는, 비율 조절부(115)에 의해 설정된 상기 목표 혼합 비율에 상기 토출량 비율을 근접시키도록, 제2 공급부(40) 및 제3 공급부(50)를 제어한다(예를 들어 밸브(43, 53)의 개방도를 조절함). 즉, 비율 조절부(115)가, 토출량 비율을 목표 혼합 비율에 근접시키도록, 제2 공급 제어부(113) 및 제3 공급 제어부(114)를 통해서 제2 공급부(40) 및 제3 공급부(50)를 제어한다. 또한, 이때, 도 9에 도시하는 바와 같이, 제어 장치(4)는, 제2 공급부(40)로부터 공급된 제1 약액과 제3 공급부(50)로부터 공급된 제2 약액의 혼합액(LM)이, 웨이퍼의 이면(Wb)의 주연부로부터 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부로 돌아들어가, 제1 공급부(30)로부터 공급된 제1 약액(L1)과 표면(Wa)의 주연부에서 충돌하도록, 제1 공급부(30), 제2 공급부(40) 및 제3 공급부(50)의 유량을 제어해도 된다. 표면(Wa)에서 혼합액(LM)이 돌아들어가는 영역(Wd)은, 처리 기간 중에 고정시켜도 변화시켜도 되지만, 피막(F)의 외주단의 위치보다도 외측인 것이 더 바람직하다.
이어서, 에칭 제어부(110)는 스텝 S15를 실행한다. 스텝 S15에서는, 비율 조절부(115)가, 피막(F)의 전체층의 에칭 처리가 완료되었는지 여부를 확인한다. 스텝 S15에서, 에칭 처리가 미완료인 층이 남아있다고 판정했을 경우, 에칭 제어부(110)는 스텝 S16을 실행한다. 스텝 S16에서는, 비율 조절부(115)가, 처리 대상의 층에 대한 에칭 처리가 완료되었는지 여부를 확인한다. 예를 들어 비율 조절부(115)는, 레시피 기억부(140)에 기억된 당해 층용의 상기 에칭 시간이 경과했는지 여부를 확인한다.
스텝 S16에서, 처리 대상의 층에 대한 에칭 처리가 완료되지 않았다고 판정했을 경우, 에칭 제어부(110)는 처리를 스텝 S15로 되돌린다. 스텝 S16에서, 처리 대상의 층에 대한 에칭 처리가 완료되었다고 판정했을 경우, 에칭 제어부(110)는 스텝 S17을 실행한다. 스텝 S17에서는, 비율 조절부(115)가, 처리 대상의 층의 하층의 종류에 따라 목표 혼합 비율을 변경한다. 그 후, 에칭 제어부(110)는 처리를 스텝 S15로 되돌린다. 이후, 피막(F)의 전체층의 에칭 처리가 완료될 때까지는, 다층막의 어느 층이 처리 대상인지에 따라서 토출량 비율을 변경하면서, 표면(Wa)의 주연부에의 제1 약액의 공급과, 이면(Wb)의 주연부에의 제1 약액 및 제2 약액의 공급이 계속된다.
스텝 S15에서, 피막(F)의 전체층의 에칭 처리가 완료되었다고 판정했을 경우, 에칭 제어부(110)는 스텝 S18, S19를 실행한다. 스텝 S18에서는, 제1 공급 제어부(112)가, 밸브(33)를 폐쇄하고 노즐(31)로부터의 제1 약액의 토출을 정지하도록 제1 공급부(30)를 제어하고, 제2 공급 제어부(113)가, 밸브(43)를 폐쇄하고 노즐(41)로부터의 제1 약액의 토출을 정지하도록 제2 공급부(40)를 제어하고, 제3 공급 제어부(114)가, 밸브(53)를 폐쇄하고 노즐(51)로부터의 제2 약액의 토출을 정지하도록 제3 공급부(50)를 제어한다. 스텝 S19에서는, 제1 공급 제어부(112)가, 노즐(31)을 노즐 구동부(34)에 의해 표면(Wa)의 주연부 상으로부터 후퇴시키도록 제1 공급부(30)를 제어한다. 이상으로 에칭 처리 수순이 완료된다. 또한, 스텝 S18, S19의 실행 순서는 적절히 변경 가능하다.
(린스 처리 수순)
도 6에 도시하는 바와 같이, 린스 제어부(120)는, 먼저 스텝 S31, S32, S33을 순서대로 실행한다. 스텝 S31에서는, 회전 제어부(121)가, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 레시피 기억부(140)에 기억된 린스 처리용 회전 속도(ω2)로 변경하도록 회전 유지부(20)를 제어한다(도 8의 (b) 참조). 스텝 S32에서는, 제4 공급 제어부(122)가, 노즐 구동부(64)에 의해 노즐(61)을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 상방에 배치하도록 제4 공급부(60)를 제어한다. 스텝 S33에서는, 제4 공급 제어부(122)가, 밸브(63)를 개방해서 노즐(61)로부터의 린스액의 토출을 개시하도록 제4 공급부(60)를 제어한다(도 8의 (b) 참조). 또한, 스텝 S31, S32의 실행 순서는 적절히 변경 가능하다.
이어서, 린스 제어부(120)는 스텝 S34, S35, S36을 순서대로 실행한다. 스텝 S34에서는, 제4 공급 제어부(122)가, 레시피 기억부(140)에 기억된 상기 린스 시간이 경과되었는지를 판단한다. 스텝 S35에서는, 제4 공급 제어부(122)가, 밸브(63)를 폐쇄하고 노즐(61)로부터의 린스액의 토출을 정지하도록 제4 공급부(60)를 제어한다. 스텝 S36에서는, 제4 공급 제어부(122)가, 노즐(61)을 노즐 구동부(64)에 의해 표면(Wa)의 주연부 상으로부터 후퇴시키도록 제4 공급부(60)를 제어한다. 이상으로 린스 처리 수순이 완료된다. 또한, 스텝 S35, S36의 실행 순서는 적절히 변경 가능하다.
(건조 처리 수순)
도 7에 도시하는 바와 같이, 건조 제어부(130)는, 스텝 S41, S42, S43을 순서대로 실행한다. 스텝 S41에서는, 회전 제어부(131)가, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 레시피 기억부(140)에 기억된 건조 처리용 회전 속도(ω3)로 변경하도록 회전 유지부(20)를 제어한다(도 8의 (c) 참조). 스텝 S42에서는, 회전 제어부(131)가, 레시피 기억부(140)에 기억된 상기 건조 시간이 경과되었는지를 판단한다. 스텝 S43에서는, 회전 제어부(131)가, 웨이퍼(W)의 회전을 정지시키도록 회전 유지부(20)를 제어한다. 이상으로 건조 처리 수순이 완료된다.
〔본 실시 형태의 효과〕
이상에서 설명한 바와 같이 기판 처리 장치(10)는, 표면(Wa)에 피막(F)이 형성된 웨이퍼(W)를 유지해서 회전시키는 회전 유지부(20)와, 회전 유지부(20)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 피막(F)의 에칭 처리용 제1 약액을 공급하는 제1 공급부(30)와, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액을 공급하는 제2 공급부(40)와, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에, 제1 약액과 발열 반응하는 제2 약액을 공급하는 제3 공급부(50)를 구비한다.
기판 처리 장치(10)에 의하면, 제1 공급부(30)가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 제1 약액을 공급하고 있을 때, 제2 공급부(40) 및 제3 공급부(50)에 의해, 당해 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액 및 제2 약액을 공급할 수 있다. 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 공급된 제1 약액 및 제2 약액은, 서로 혼합되어 발열 반응한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 주연부가 가열되므로, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에서의 제1 약액에 의한 에칭 처리가 촉진된다. 이와 같이, 제1 약액 및 제2 약액을 이면(Wb)에 공급하는 간이한 구성에 의해 웨이퍼(W)의 주연부를 가열하여, 액 처리의 진행 속도를 향상시킬 수 있다.
제3 공급부(50)는, 제2 공급부(40)로부터의 제1 약액이 웨이퍼(W)에 도달하는 위치보다도 웨이퍼(W)의 회전 중심 근방의 위치에 제2 약액을 도달시키도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 주연 및 웨이퍼(W)의 표면(Wa)측에서, 제1 약액이 제2 약액에 의해 희석화되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 보다 확실하게 액 처리의 진행 속도를 향상시킬 수 있다.
기판 처리 장치(10)는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 제1 약액을 공급하도록 제1 공급부(30)를 제어하는 것과, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 제1 약액이 공급되고 있을 때, 당해 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액을 공급하도록 제2 공급부(40)를 제어하는 것과, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부 및 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액이 공급되고 있을 때, 당해 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제2 약액을 공급하도록 제3 공급부(50)를 제어하는 것을 실행하도록 구성된 제어 장치(4)를 더 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 제1 약액을 공급하고 있을 때, 제2 공급부(40) 및 제3 공급부(50)에 의해, 당해 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부에 제1 약액 및 제2 약액을 공급하는 것을 자동으로 실행할 수 있으므로, 기판 처리 장치(10)의 사용 편의성이 향상된다.
제어 장치(4)는, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 도달하는 제1 약액 및 제2 약액의 비율을, 처리 대상의 피막(F)의 종류에 따라 조절하도록 제2 공급부(40) 및 제3 공급부(50)를 제어하는 것을 또한 실행하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 처리 대상의 피막(F)의 종류에 따라, 웨이퍼(W)의 주연부의 가열량을 조절할 수 있다.
피막(F)은 다층막이며, 제어 장치(4)는, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 도달하는 제1 약액 및 제2 약액의 비율을, 다층막의 어느 층이 처리 대상인지에 따라서 변경하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 다층막의 층마다, 웨이퍼(W)의 주연부의 가열량을 조절할 수 있다.
제어 장치(4)는, 제2 공급부(40)로부터 공급된 제1 약액과 제3 공급부(50)로부터 공급된 제2 약액의 혼합액이, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 주연부로부터 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부로 돌아 들어가, 제1 공급부(30)로부터 공급된 제1 약액과 표면(Wa)의 주연부에서 충돌하도록, 제1 공급부(30), 제2 공급부(40) 및 제3 공급부(50)를 제어하는 것을 또한 실행하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 제1 공급부(30)로부터 공급된 제1 약액은 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 주연부에 가열된 채 머무르기 쉬워져, 액 처리의 진행 속도를 더욱 향상시킬 수 있다.
이상, 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 처리 대상의 기판은 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 예를 들어 유리 기판, 마스크 기판, FPD(Flat Panel Display) 등이어도 된다.
4 : 제어 장치 20 : 회전 유지부
30 : 제1 공급부 40 : 제2 공급부
50 : 제3 공급부 F : 피막
W : 웨이퍼(기판) Wa : 표면
Wb : 이면

Claims (10)

  1. 표면에 피막이 형성된 기판을 유지해서 회전시키는 회전 유지부와,
    상기 회전 유지부에 의해 유지된 상기 기판의 표면의 주연부에 상기 피막의 에칭 처리용 제1 약액을 공급하는 제1 공급부와,
    상기 기판의 이면의 주연부에 상기 제1 약액을 공급하는 제2 공급부와,
    상기 기판의 이면의 주연부에, 상기 제1 약액과 발열 반응하는 제2 약액을 공급하는 제3 공급부를
    포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 공급부는, 상기 제2 공급부로부터의 상기 제1 약액이 상기 기판에 도달하는 위치보다도 상기 기판의 회전 중심 근방의 위치에 상기 제2 약액을 도달시키도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표면 주연부에 상기 제1 약액을 공급하도록 상기 제1 공급부를 제어하는 것과,
    상기 기판의 표면의 주연부에 상기 제1 약액이 공급되고 있을 때, 당해 기판의 이면의 주연부에 상기 제1 약액을 공급하도록 상기 제2 공급부를 제어하는 것과,
    상기 기판의 표면의 주연부 및 이면의 주연부에 상기 제1 약액이 공급되고 있을 때, 당해 기판의 이면의 주연부에 상기 제2 약액을 공급하도록 제3 공급부를 제어하는 것을
    실행하도록 구성된 제어 장치를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 기판의 이면에 도달하는 상기 제1 약액 및 상기 제2 약액의 비율을, 처리 대상의 피막의 종류에 따라 조절하도록 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부를 제어하는 것을 또한 실행하도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 피막은 다층막이며,
    상기 제어 장치는, 상기 기판의 이면에 도달하는 상기 제1 약액 및 상기 제2 약액의 비율을, 상기 다층막의 어느 층이 처리 대상인지에 따라서 변경하도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제2 공급부로부터 공급된 상기 제1 약액과 상기 제3 공급부로부터 공급된 상기 제2 약액의 혼합액이, 상기 기판의 이면의 주연부로부터 상기 기판의 표면의 주연부로 돌아 들어가, 상기 제1 공급부로부터 공급된 상기 제1 약액과 상기 기판의 표면의 주연부에서 충돌하도록, 상기 제1 공급부, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부를 제어하는 것을 또한 실행하도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피막은 텅스텐을 함유하고 있고,
    상기 제1 약액은 과산화수소를 함유하고, 상기 제2 약액은 황산을 함유하고 있는, 기판 처리 장치.
  8. 표면에 피막이 형성된 기판을 유지해서 회전시키는 공정과,
    상기 기판의 표면의 주연부에 상기 피막의 에칭 처리용 제1 약액을 공급하는 공정과,
    상기 기판의 표면의 주연부에 상기 제1 약액이 공급되고 있을 때, 당해 기판의 이면의 주연부에 상기 제1 약액 및 상기 제1 약액과 발열 반응하는 제2 약액을 공급하는 공정을
    포함하는 기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기판의 이면에 도달하는 상기 제1 약액 및 상기 제2 약액의 비율을, 처리 대상의 피막의 종류에 따라 조절하는 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  10. 제8항에 기재된 기판 처리 방법을 장치에 실행시키기 위한 프로그램을 기억한, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
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